Collisionless damping of electron waves in non-Maxwellian plasma
本文对所谓的朗道阻尼理论进行了批判。本文分析了具有非麦克斯韦和类麦克斯韦电子能量分布函数的均匀无碰撞等离子体半无限平板中纵（电）和横（电磁和电子）波的标准色散方程的解。一个被认为是最典型的情况下的δ函数型分布函数（等离子体流与单色电子）和分布函数，不同的麦克斯韦的盈余，以及短缺的麦克斯韦分布函数的尾部。结果表明，存在的情况下，所考虑的碰撞阻尼和非阻尼电子波，即使在非麦克斯韦分布函数的情况下。
2008-03-30 physics.plasm-ph
Intrinsic rotation driven by non-Maxwellian equilibria in tokamak plasmas
本文研究了偏离麦克斯韦平衡点对托卡马克等离子体湍流动量输运的影响。这些非麦克斯韦特征，由抗磁效应引起，引入了并流环向角动量的径向通量对碰撞性的强烈依赖：当等离子体从几乎无碰撞到弱碰撞时，通量从径向向内到向外反转。这表明从峰值到中空旋转轮廓的碰撞依赖性过渡，与实验观察到的内在旋转一致。
2013-04-12 physics.plasm-ph
Strong collisionless damping of the low-velocity branch of electromagnetic wave in plasmas with Maxwellian-like electron velocity distribution function
用有理多项式分式近似代替Maxwell分布指数，得到了电子波色散方程中数值发散积分主值的精确解析表达式，并计算了主值。同时我们的计算也表明了电磁低速场存在很强的无碰撞阻尼具有类麦克斯韦电子速度分布函数的等离子体中的（电子）波在一些小的（百分之几的数量级）处与大电子密度的主要区域中的麦克斯韦分布有差异，然而，由于分布尾部的差异，其中电子密度本身小得可以忽略不计。
2007-09-14 physics.plasm-ph
Non-linear equations for electron waves in Maxwellian low-collision ion-electron plasmas
本文将上述计算电子波在均匀各向同性半无限大麦克斯韦等离子体平板中传播的一般原理和方法，在特征方程中取主值积分，并利用二维拉普拉斯变换法，计算了平面电子纵、横波的碰撞阻尼衰减。当波的频率从上述值趋于电子朗缪尔频率时，阻尼衰减趋于无穷大。我们认为经常性关系的振幅的泛音形式在其总和的所有解决方案的等离子体波的非线性方程，包括碰撞阻尼和二次（非线性）条款。只有在非麦克斯韦等离子体中，才有可能在频率大于朗缪尔频率的情况下实现无碰撞阻尼。
2008-03-30 physics.plasm-ph
Recovering non-Maxwellian particle velocity distribution functions from collective Thomson-scattered spectra
提出新的开源数值工具对任意速度分布函数（VDF）的集体汤姆逊散射光谱进行正向建模，相比假设麦克斯韦分布的标准算法，能更准确地从非麦克斯韦等离子体合成光谱中提取参数并评估不确定性。
2023-08-04 physics.plasm-ph
Pump depletion and the Raman gap in ignition-scale plasmas
本研究利用二维 Particle-in-Cell 模拟结合 PP 与 SP 激光，揭示直接驱动惯性约束聚变点火条件下受激拉曼侧向散射导致泵浦耗尽及拉曼光谱间隙的机制。
2024-09-08 physics.plasm-ph
The incomplete plasma dispersion function: properties and application to waves in bounded plasmas
不完全等离子体色散函数是等离子体色散函数的推广，其中定义积分跨越半无限域而不是无限域。当分布函数在速度相空间中的有限或半无限区间上近似为麦克斯韦分布时，它对于描述非麦克斯韦等离子体中的线性介电响应和波色散是有用的。一个普遍存在的例子是在边界鞘或双层附近发现的耗尽麦克斯韦电子分布，其中通过间隔可以被建模为麦克斯韦，其温度低于捕获间隔。耗尽麦克斯韦被用作一个例子来演示使用不完全等离子体色散函数计算修改波色散关系的效用。
2013-01-05 physics.plasm-ph
Unstable spectrum of a relativistic electron beam interacting with a quantum collisional plasma: application to the Fast Ignition Scenario
采用双流体模型研究了量子效应和碰撞效应对相对论电子束-等离子体系统不稳定谱的影响。应用于相对论电子束在快点火情况下的近靶中心相互作用。部分简并效应可以忽略不计，而最有影响的因素是束流温度和等离子体的电子-离子碰撞频率。后者的引入触发了一些倾斜的不稳定模式的波长远大于碰撞的。从碰撞制度的电阻之一的过渡，从而记录和发现不连续的。
2009-05-07 physics.plasm-ph
Longitudinal dielectric permeability into quantum non-degenerate and maxwellian plasma with frequency of collisions proportional to the module of a wave vector
在量子非简并麦克斯韦碰撞等离子体的纵向介电磁导率的公式与碰撞频率成正比的模的波矢量，在Mermin的方法，收到。采用Mermin方法中的碰撞弛豫型积分的薛定谔-玻尔兹曼方程。用数值和图解的方法比较了非简并和麦克斯韦碰撞量子等离子体的介电函数的实部和虚部。结果表明，纵向介电函数弱依赖于波矢。
2013-02-04 physics.plasm-ph
Circumstantial evidence for a non-Maxwellian plasma from femtosecond laser-matter interaction
利用中子能谱研究了激光等离子体相互作用中的离子加速机制。我们考虑了等离子体中不同类型的离子碰撞机制，这些机制导致了所观察到的中子谱的角各向异性。这些包括等离子体中的离子与靶中的离子之间的碰撞，以及热等离子体中的两个离子之间的碰撞。通过分析质子谱，我们认为，激光产生的等离子体由至少两个组件，其中一个集体加速，也可以产生各向异性的角分布的聚变中子。
2009-09-10 physics.plasm-ph
Breaking of Large Amplitude Electron Plasma Wave in a Maxwellian Plasma
确定等离子体纵向相干振荡/波的最大可能振幅是非线性等离子体物理中的一个重要课题。这些大振幅等离子体波的振幅受到称为波破碎的现象的限制，所述波破碎可由若干非线性过程引起。它是由科菲[T。P. Coffey，Phys. Fluids 14，1402（1971）]，其使用电子的“水袋”分布，在温暖的等离子体中，最大电场幅度和密度幅度隐含地取决于电子温度，称为Coffey极限。本文采用一维粒子模拟（PIC）方法，数值研究了电子速度分布为麦克斯韦分布的均匀温等离子体中大振幅自由运动电子等离子体波的破缺。据发现，科菲的传播波的解决方案，这是来自使用“水袋”分布的电子，也代表传播波麦克斯韦等离子体。通过加载不同初始温度的麦克斯韦速度分布，验证了Coffey的破波极限。波破碎和粒子捕获之间的明确对应关系。我们的模拟结果也与B. S.鲍尔A. Y. Wong，V. K. Decyk和G. Resenthal [Phys. Rev. Lett. 68，3706（1992）]。
2017-12-08 physics.plasm-ph
Transverse electric conductivity and dielectric permeability in quantum non-degenerate and maxwellian collisional plasma with variable collision frequency in Mermin's approach
采用Mermin方法，推导了任意变化碰撞频率的量子非简并麦克斯韦碰撞等离子体的横向电导和介电磁导率的计算公式。粒子碰撞的频率任意地取决于波矢。碰撞频率与波矢模成比例的特殊情况被考虑。对介电函数的实部和虚部作了图解分析。
2013-02-16 physics.plasm-ph
Laser-plasma interactions for fast ignition
在惯性约束聚变的电子驱动快速点火方法中，需要petawatt激光脉冲来产生MeV电子，这些电子在内爆DT壳的压缩核中沉积数十千焦。本文综述了与快速点火有关的强激光等离子体相互作用（LPI）的研究进展。计算和建模能力的提高，以及算法的发展，导致我们在相关尺度上进行LPI的多维粒子模拟（PIC）的能力增强。我们讨论的物理相互作用的激光吸收分数，激光产生的电子光谱，发散，和它们的时间演化。缩放与照射条件，如激光强度被认为是，以及对等离子体参数的依赖。不同的数值建模方法和配置进行了处理，提供了一个概述的建模能力和局限性。此外，我们讨论了模拟结果与实验观测值的比较。特别是，我们解决的问题，今天的实验的全面快速点火问题的替代品。
2013-08-12 physics.plasm-ph
X-ray absorption via electron-ion bremsstrahlung in Maxwellian plasma at the exact consideration of Coulomb potential
在严格考虑电子-离子库仑相互作用的基础上，通过对极限吸收系数的数值模拟，研究了光子能量为等离子体温度量级的硬X射线量子在高温等离子体中以及在高核电荷情况下的实际吸收情况（在此玻恩近似不适用），构成了单光子吸收系数的温度依赖性。结果表明，在这些情况下，可以实现有效的吸收系数。
2019-01-30 physics.plasm-ph
Nonlinear dynamics of non-neutral Maxwellian plasma in external trapping field
研究了非碰撞非中性等离子体在外电场中的非线性动力学。得到了非线性Vlasov-Poisson方程的含时解。讨论了初始条件对荷电层动力学的影响。
2018-06-28 physics.plasm-ph
Plasma-grains interaction mediated by streaming non-Maxwellian ions
采用粒子模拟方法，对稳态非麦克斯韦流离子的等离子体-晶粒相互作用进行了全面的参数研究。而不是考虑晶粒间的相互作用潜力是孤立的晶粒电位的线性和，我们将充分发展的数值进步粮食屏蔽包括非线性贡献等离子体和阴影效应。作用在晶粒上的力与晶粒间距离、离子的流动速度和捕获的离子密度（数量）的影响的特征在于在存在电荷交换碰撞的情况下针对非麦克斯韦离子。结果表明，非线性等离子体响应大大改变了等离子体-颗粒相互作用。与静止的等离子体的情况下，对于两个相同的晶粒分开的距离在流动离子的存在下，静电力既不是排斥所有的晶粒分离，也不等于由于一个孤立的晶粒的力。本文还讨论了线性响应形式主义在处理具有很大颗粒电荷的系统时的不足之处。最小的晶粒间分离的阴影效应的作用可以忽略不计的报告。
2019-05-15 physics.plasm-ph
Longitudinal electric current in classical collisional Maxwellian plasma, inducted by transversal electromagnetic wave
采用麦克斯韦等离子体碰撞动力学方程。碰撞积分采用BGK（Bhatnagar，Gross and Krook）型。从弗拉索夫方程出发，得到了电子在横向电场大小平方律近似下的分布函数。推导了电流计算公式。这个公式包含一个一维求积。它示出，非线性导致揭示的纵向电流沿波矢量。该纵向电流垂直于已知的所谓横向经典电流。经典电流在线性分析中出现。计算了小波数情况下的纵向流。当碰撞频率趋于零时，碰撞等离子体的所有公式都通过了已知的无碰撞等离子体的相应结果。对无因次电流密度进行了图解研究。
2015-04-29 physics.plasm-ph
Ignition and propagation of nanosecond pulsed discharges in distilled water -- negative vs. positive polarity applied to a pin electrode
液体中的纳秒等离子体正被用于水处理、电解或生物医学应用。这些非常动态的等离子体的确切性质，最重要的是它们的点火物理是激烈争论的。点火本身可以通过两个相互竞争的假设来解释：（i）通过场效应的点火或（ii）通过纳米空隙中的电子倍增。这两个假设都得到了理论的支持，但由于难以监测空间和时间上的非常快的过程，实验数据非常稀少。在本文中，我们正在使用快速相机测量和快速发射光谱的纳秒等离子体在水中施加一个积极的和消极的极性尖锐的钨电极。结果表明，等离子体点火是由场效应在电极-液体界面上的正极性或场发射的正极性或场发射。这导致热钨表面的温度为7000 K的正极性，而表面温度低得多的负极性。点火时，正极性的电子密度达到4 $\cdot$ 10 $^{25}$ m $^{-3}$，负极性的电子密度仅为2 $\cdot$ 10 $^{25}$ m $^{-3}$。同时，正极性的\Ha ~光的发射比负极性的高4倍。在等离子体传播期间，电子密度几乎相同，为1至2 $\cdot$ 10 $^{25}$ m $^{-3}$的量级，并且在脉冲结束之后衰减超过15 ns。得出的结论是，等离子体的传播受低密度区域中的场效应的控制，该区域由纳米空隙或电极周围超临界水中的密度波动产生，该波动是由等离子体点燃时的压力产生的。
2021-02-04 physics.plasm-ph
Equilibrium probability distribution of a conductive sphere's floating charge in a collisionless, drifting Maxwellian plasma
等离子体中的尘埃颗粒具有波动的电荷，过去的工作得出结论，在静止的无碰撞等离子体中的球形颗粒具有基本上高斯的电荷概率分布。本文延伸到流动的等离子体和任意大的领域，推导出解析电荷概率分布的归一化常数。我们发现，这些分布也有很好的高斯近似，其均值和方差的解析表达式。
2014-01-27 physics.plasm-ph
Collisionless shock acceleration in the corona of an inertial confinement fusion pellet with possible application to ion fast ignition
采用二维Particle-In-Cell模拟方法研究了惯性约束聚变弹丸压缩核芯周围电晕等离子体中的无碰撞激波加速。我们表明，强激光脉冲与长尺度等离子体电晕相互作用能够在临界密度附近发射无碰撞冲击。该非线性波通过等离子体反射并加速背景离子而向上传播。我们的研究结果表明，质子的特性适合于离子快点火可以通过这种方式实现。
2020-11-02 physics.plasm-ph
Stimulated Brillouin scattering behaviors in different species ignition hohlraum plasmas in high-temperature and high-density region
多个离子物种的存在下，可以添加额外的分支IAW色散关系，并改变朗道阻尼显着。采用Vlasov-Maxwell数值模拟方法研究了受激布里渊散射（SBS）激发的不同IAW模式以及高温高密度区几种典型点火黑腔等离子体中不同的SBS行为。HeH或CH等离子体中的慢模是阻尼最小的模，将在SBS中被激发，而AuB等离子体中的快模是阻尼最小的模，将在SBS中被激发。由于强Landau阻尼，H或HeH等离子体中的SBS是强对流不稳定性，而AuB等离子体中的SBS是绝对不稳定性，由于弱Landau阻尼。然而，虽然在线性理论中，CH等离子体中的SBS是弱对流不稳定性，但由于粒子捕获降低了线性朗道阻尼，SBS将转化为绝对不稳定性。这些结果详细地研究了不同离子种类等离子体中IAW模的激发和SBS的性质，从而为通过改变离子种类来增加IAW的线性朗道阻尼来控制SBS提供了可能。
2017-04-05 physics.plasm-ph
Collision induced amplification of wakes in streaming plasmas
这项工作探讨了形成的尾场所造成的离子流周围的带电尘埃粒子，使用三维粒子在细胞（PIC）模拟与电荷中性碰撞。详细研究了外加驱动电场对离子非麦克斯韦分布的影响。非麦克斯韦离子形成的尾流特征表现出显着的偏离内观察到的移位麦克斯韦分布的模型。在很宽的流动速度（马赫数）范围内，分析了尾流势的峰值振幅和位置对碰撞程度的依赖关系。与离子的移位麦克斯韦分布相反，漂移驱动的非麦克斯韦分布表现出随着高流动速度的碰撞性的增加，第一吸引峰的尾振幅增加。在非常低的马赫数，碰撞诱导放大观察麦克斯韦以及非麦克斯韦分布。
2017-02-23 physics.plasm-ph
Pinch effect of self-generated magnetic fields in the quantum degenerate plasmas on the heating process of the double-cone ignition scheme
针对双锥点火中碰撞等离子体的量子简并外层，研究通过大规模PIC模拟和理论分析揭示强自生磁场对快电子的箍缩聚束作用，提升核心能量沉积与快点火加热效率。
2023-04-21 physics.plasm-ph
Estimation of Total Fusion Reactivity and Contribution from Suprathermal Tail using 3-parameter Dagum Ion Speed Distribution
热核聚变反应性是惯性约束和磁约束系统中聚变能产生、聚变点火和能量盈亏平衡分析等研究中的一个关键量。虽然核聚变反应性和其后的功率密度的磁约束聚变反应堆和点火标准的履行定量地确定通过假设离子速度分布是麦克斯韦，一个显着的人口超热离子，能量大于准麦克斯韦背景等离子体温度，产生的聚变反应和辅助加热的聚变装置。在目前的工作中，三参数Dagum速度分布已被引入到包括超热离子布居的影响，在总聚变反应性的计算。在聚变燃料等离子体的不同背景温度下，由于超热离子布居，聚变反应性的增强程度也进行了讨论。
2016-02-09 physics.plasm-ph
Interrelation of fast and slow electron waves at propagation of electromagnetic waves in Maxwellian collisionless plasma
本文在线性近似下表明，对于均匀麦克斯韦无碰撞等离子体半无限平板中的一维横向电子波问题，在给定边界场频率的情况下，色散方程解的两个波支同时实现。这是主要由电磁场的麦克斯韦方程组决定的快进波的分支，也是总体上由电子在集体电场中的动力学性质决定的前向和后向慢波的分支。揭示了波浪运动的物理本质。发现了快波和慢波的电场振幅之间的关系。将耦合慢波分成驻波和行波的多种形式导致对分析这些波及其响应解释的设备类型的选择的附加要求的必要性。
2007-11-18 physics.plasm-ph
Dielectric kernels for Maxwellian tokamak plasmas
本文提出了描述麦克斯韦托卡马克等离子体全波介电响应的新积分核。它们实际上占的旋转变换和波的分散存在的平衡磁场平行梯度。这些内核依赖于三个变量的特殊功能，概括了标准的等离子体色散函数，其主要的分析性质，导致有效的评价。这种方法是免费的极向傅立叶模式扩展的HF场出现在早期的配方，并给出了完全的自由度的数值分辨率的波动方程：它通常将被应用到2D有限元离散，允许局部网格细化所需的回旋共振层附近和快速HF场变化的区域。为了清楚起见，该第一表示是拉莫尔半径中的最低阶，但是将容易地推广到（$ρ_{LT}/λ_\perp$）中的所有阶。
2019-08-11 physics.plasm-ph
Measurements of power dissipated in an atmospheric pressure plasma jet device with double plasma discharge ignition
本文通过分离一次放电与射流耗散功率的测量方法，研究双放电点火大气压等离子体射流装置的电学特性，发现一次放电功率变化远小于射流功率，且负半周负载更具电阻性，表明等效电路模型随电压极性改变。
2025-01-06 physics.plasm-ph
Nonlinear Fluid Simulation Study of Stimulated Raman and Brillouin Scatterings in Shock Ignition
采用多流体等离子体模型结合全电磁波方程组，开发了一个新的非线性流体激光等离子体不稳定性程序（FLAME）。完成的一维（1D）版本的火焰被用来研究在冲击点火的激光等离子体不稳定性。模拟结果表明，在四分之一临界面附近，受朗缪尔波衰减不稳定性（LDI）和抽运损耗的影响，绝对SRS模达到饱和。激光多普勒电离产生的离子声波作为受激布里渊散射（SBS）的种子，表现出猝发模式并引起强烈的泵浦损耗。在高温情况下，还观察到SRS在1/16临界表面处的再散射。这些结果与相应的Particle-in-Cell模拟基本一致。
2017-03-30 physics.plasm-ph
Shock waves in a rotating non-Maxwellian magnetized dusty plasma
本文建立了一个理论模型，研究了在快、慢时间尺度下粘性、磁化和旋转尘埃等离子体中尘埃声激波的特性。本文用约化摄动法导出了尘埃非活动和动态（快、慢时间尺度）两种情况下的非线性Zakharov-Kuznetsov（ZK）方程。电子和离子都服从Kappa/Cairns分布。据观察，粘性在这两种情况下，当灰尘是在背景和活动起着关键的作用，在耗散的声冲击的传播。色散项是由磁场和旋转引起的。研究发现，超高温和等离子体的粘性对激波的形成有重要影响。本研究可能有助于理解特定实验中的旋转等离子体。
2020-02-27 physics.plasm-ph
Cloud and Microjet Mix: A Possible Source of Yield limitation of the National Ignition Facility Targets
劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）的国家点火装置（NIF）兆焦耳激光器\cite{moses}自2010年开始运行以来，已经产生了大量与惯性约束聚变有关的有用物理结果。然而，在热核等离子体中产生点火的主要目标的实现已被证明是难以捉摸的，并且测量的产率远远低于点燃和燃烧等离子体的预期。产量有限的原因尚未详细解释。这项工作提出，并显示出支持，低产量的可能性，可能是从内部的目标安全壳和驱动，壳喷出物的结果。
2022-08-28 physics.plasm-ph
Kinetic Alfvén waves in the temperature anisotropic space plasma with a kappa-Maxwellian distribution
研究了温度各向异性空间等离子体中κ-麦克斯韦分布对动能阿尔文波和修正离子声波色散和阻尼率的影响，发现其波频和阻尼率在不同波区存在差异。
2025-12-10 physics.plasm-ph physics.space-ph
Classical molecular dynamic simulation to assess the non-Maxwellian behavior of inverse bremsstrahlung heating in weakly coupled plasmas
本研究采用LAMMPS开展经典分子动力学模拟，首次观测到弱耦合等离子体朗道效应下电子速度分布的瞬时形变及各向异性，发现其结果与传统福克-普朗克模拟存在差异，为激光等离子体多体相互作用研究提供新依据。
2024-10-07 physics.plasm-ph
Pump depletion and hot electron generation in long density scale length plasma with shock ignition high intensity laser
在激光强度为$10^{16} W/cm^2$，等离子体密度范围为0.01-0.28 $n_c$，尺度长度为$230 -330 μm$的情况下，对激光等离子体相互作用的二维粒子模拟表明，在低密度区（$n_e=0.01-0.2 n_c$），由于受激拉曼散射（SRS）和受激布里渊散射（SBS），激光能量的泵浦损耗很大。模拟确定了在低密度区域中由SRS产生的具有中等能量的热电子和在$n_e=0.25n_c$附近由两个等离子体衰变（TPD）产生的具有较高能量的热电子。总的热电子温度（46 keV）和转换效率（3%）与实验测量一致。模拟还表明，人为地减少SBS将导致更强的SRS和更软的热电子谱。
2019-11-26 physics.plasm-ph
Transverse electric conductivity and dielectric function in quantum Maxwellian collisional plasma by Mermin approach
推导了量子麦克斯韦碰撞等离子体中横向电导的计算公式。动力学冯诺依曼方程在动量空间与碰撞积分的松弛形式。结果表明，当普朗克常数趋于零时，导出的公式转化为经典公式。它还表明，当无量纲波数的值是小的，电导公式转移到经典麦克斯韦等离子体的已知公式。
2012-06-26 physics.plasm-ph quant-ph
Effect of Electron Energy Distribution Function on Power Deposition and Plasma Density in an Inductively Coupled Discharge at Very Low Pressures
建立了一个自洽的一维模型，研究了在非局域区域（气压< 10 mTorr）下，平面电感耦合等离子体（ICP）中电子能量分布函数（EEDF）对功率沉积和等离子体密度分布的影响。该模型由三个模块组成：（1）电子能量分布函数（EEDF）模块，用于计算非麦克斯韦EEDF，（2）非局部电子动力学模块，用于预测非均匀等离子体中的非局部电子电导率、RF电流、电场和功率沉积分布，以及（3）用于求解离子密度和速度分布以及亚稳密度的重物质输运模块。使用非麦克斯韦EEDF模型的结果进行了比较，预测使用麦克斯韦EEDF，在其他相同的条件下。RF电场、电流和功率沉积曲线是不同的，特别是在1 mTorr下，电子有效平均自由程大于趋肤深度。麦克斯韦EEDF预测的等离子体密度高达93%以上的条件下检查。因此，非麦克斯韦EEDF必须考虑在非常低的压力下的ICP建模。
2002-10-28 physics.plasm-ph
The collision frequency of electron-neutral-particle in the weakly ionized plasmas with Non-Maxwellian velocity distributions
研究了非麦克斯韦速度分布的弱电离复杂等离子体中电子与中性粒子的碰撞频率。精确地导出了等离子体中电子与中性粒子的平均碰撞频率。我们发现这些碰撞频率与非麦克斯韦分布函数的幂律谱指数有很大的关系，因此它们通常不同于具有麦克斯韦速度分布的等离子体中的碰撞频率，这将影响等离子体中带电粒子的输运性质.数值分析表明谱指数对平均碰撞频率的影响。
2021-08-29 cond-mat.stat-mech physics.plasm-ph
Computing the generalized plasma dispersion function for non-Maxwellian plasmas, with applications to Thomson scattering
本文提出一种在实轴上用类梯形法则结合线性插值解析积分的新数值方法，用于计算非麦克斯韦速度分布在任意复极点上的积分，并通过计算kappa、超高斯和环形分布的汤姆逊散射谱验证其有效性，扩展了汤姆逊散射诊断在非麦克斯韦等离子体中的应用能力。
2025-02-03 physics.plasm-ph physics.space-ph
Solving non-linear equations of longitudinal and transverse electron waves in collisionless Maxwellian plasma
本文考虑了无碰撞麦克斯韦等离子体中纵波和横波的非线性方程的解在场E（x，t）和电子速度分布函数f=f（0）+f（1）的非阻尼泛音级数中的展开，其中f（0）是背景麦克斯韦电子分布函数，f（1）是微扰。电场和扰动f（1）被表示为一系列非阻尼谐波，其频率以n阶递增，且传播速度相同。它显示了出现泛音的经常性关系的存在。级数的收敛性由幂律参数级数的收敛性提供。还提出了在动力学方程变得不适用的奇点附近将分布函数f（1）截断到f为正的条件的连续过程。在这种情况下，在极点的情况下，解决方案减少到非阻尼Vlasov波（振荡）。在横波情况下，色散方程有两个根，分别对应快电磁波和慢电子波的分支。注意到实验测试出现异国情调的结果与检测频率和振幅的n阶泛音的可能性。
2014-11-12 physics.plasm-ph
Kinetic Entropy-Based Measures of Distribution Function Non-Maxwellianity: Theory and Simulations
我们研究了等离子体中分布函数的非麦克斯韦性的基于动力学熵的测量，即，局部分布函数与相关麦克斯韦分布函数的偏离的基于熵的测量，该麦克斯韦分布函数具有与局部分布相同的密度、体积流量和温度。首先，我们考虑Kaufmann和Paterson [{ \it J.~ Geophys.~ Res.，} { \bf 114}，A00 D 04（2009）]，评估其性质并导出等效形式。为了提供一个定量的理解，我们推导出三个常见的非麦克斯韦等离子体分布函数的解析表达式。我们表明，有不可取的功能，这种非麦克斯韦措施，包括它可以在各种物理限制发散，并阐明了发散的原因。然后，我们引入了一个新的动力学熵为基础的非麦克斯韦测度的速度空间动力学熵密度，它有一个有意义的物理解释，不发散。我们使用无碰撞粒子模拟的二维反平行磁重联，以评估动力学熵为基础的非麦克斯韦措施。我们发现，区域的非零非Maxwellianity与动力学过程中发生的磁重联。我们还表明，模拟的非Maxwellianity同意相当不错的分布类似的分析计算的预测。这些结果对于应用可能是重要的，因为非麦克斯韦性可用于识别动力学尺度物理或等离子体中增加的耗散的区域。
2020-08-15 physics.plasm-ph
First-principles analysis of the warm dense plasma jets in Double-Cone Ignition experiments
本文结合第一性原理与虚时关联函数方法分析双锥点火实验的X射线汤姆逊散射数据，诊断出等离子体的温度与密度，并确定金杂质比例在可接受范围内，为未来实验提供参考。
2025-04-06 physics.plasm-ph
Fast ignition of fusion targets by laser-driven electrons
在充分考虑集体磁效应和背景等离子体流体动力学响应的基础上，对预压缩聚变靶中的快电子输运和能量沉积进行了混合粒子模拟.内爆快速点火配置的实际点火结果显示在最近的实验中发现的光束发散度增加[J. S. Green等人，物理修订信函100，015003（2008）]和由于通过高级PIC模拟预测的轮廓陡化而导致的电子动能的减少[B. Chrisman等人，Phys.Plasmas 15，056309（2008）]。研究了靶点火与注入电子能量、锥尖到致密核的距离、相对论电子束的初始发散角和动能的关系。我们发现，光束准直大大降低了点火能量的锥形引导燃料配置假设在这里。
2008-11-11 physics.plasm-ph
Laser boron fusion reactor with picosecond petawatt block ignition
为研制功率大于30拍瓦的皮秒激光脉冲驱动的激光硼聚变反应堆，报道了介质爆炸相互作用产生等离子体块的计算进展。进一步的结果是关于直接驱动点火机制由一个单一的激光脉冲没有问题的球形照射。对于在等离子体中产生的α粒子的足够大的停止长度，可以使用来自其他项目的结果。
2017-07-29 physics.plasm-ph
A novel three-axis cylindrical hohlraum designed for inertial confinement fusion ignition
提出了一种用于间接驱动惯性约束聚变的新型点火黑腔--三轴圆柱形黑腔。TACH是一种6个激光入射孔（LEH）黑腔，由三个圆柱形黑腔正交连接而成。激光束以相同的55°入射角通过每个入射孔注入。视角因子模拟结果表明，在没有束流相位调整等辅助技术的情况下，TACH的时变驱动不对称性在整个驱动脉冲周期内不超过1.0%，其耦合效率接近相应尺寸的6个LEH球形黑腔。其等离子体填充时间接近于典型的圆柱点火黑腔。它的激光等离子体相互作用具有与圆柱形点火黑腔外锥一样低的后向散射。因此，提出的黑腔提供了一个有竞争力的候选点火黑腔。
2016-05-12 physics.plasm-ph
On the stability of two-dimensional modulated electrostatic wavepackets in non-Maxwellian dusty plasma-application in Saturn's magnetosphere
出于本地化的静电波包的旅行者1号和2号和卡西尼号任务在土星的磁层的观测，我们研究了调制的静电波包在尘埃等离子体环境中的演变。众所周知的尘埃离子声学（DIA）模式被选择来探索多维结构的动力学，通过Davey-Stewartson（DS）模型，考虑到存在的高能（超热，卡帕分布）电子人口结合重（不动）灰尘的背景。研究了正负尘埃电荷DIA波包的调制稳定性剖面。得到了一组发生调制不稳定性的显式判据。在3D尘埃等离子体的波包调制特性示出不同，例如麦克斯韦等离子体在1D。较强的负尘埃浓度导致在$K$（扰动波数）域的不稳定窗口变窄，增长率受到抑制。与此相反，正尘埃浓度越高，不稳定增长率越大，不稳定窗口越大。简而言之，负尘埃似乎抑制不稳定性，而正尘埃似乎有利于振幅调制不稳定性机制。
2023-02-18 physics.plasm-ph
Non-Maxwellian electron distributions resulting from direct laser acceleration in near-critical plasmas
有限对比度高强度短脉冲激光辐照几个nm厚的靶，导致这些靶在主脉冲到达时发生强烈的预膨胀。目标接近和低于临界密度等离子体，延伸超过几微米，即多个波长。主脉冲与这种高度局部化但不均匀的目标的相互作用导致短通道的产生和激光束的进一步自聚焦。在UT Austin的GHOST激光系统中使用这种靶进行的实验测量了在激光传播方向上具有大聚束电荷和高电子密度的非麦克斯韦峰值电子分布。使用EPOCH代码在2D PIC模拟中再现了这些结果，将直接激光加速（DLA）确定为负责机制。这是第一次观察到DLA产生峰值光谱，而不是早期实验中观察到的宽麦克斯韦光谱。这种高密度的电子具有潜在的应用，作为注入器束的进一步尾场加速阶段，以及泵探测应用。
2015-11-14 physics.plasm-ph
Whistler instability in a semi-relativistic bi-Maxwellian plasma
利用线性化的Vlasov-Maxwell系统，讨论了半相对论双Maxwell分布下嵌入环境磁场中的韦伯不稳定性，希望这种情形也能出现在某些相对论环境中，伽马射线暴源和相对论性喷流源、超新星和银河系宇宙射线，其中垂直温度比平行温度占主导地位。色散关系与图形表示一起进行了分析，并给出了增长率的估计以及极限情况下的不稳定阈值条件，即，xi<=1（谐振情况）和xi>>1（非谐振情况）。据观察，相对论效应抑制的不稳定性，也降低了阈值的不稳定性设置。环境磁场对不稳定性的贡献仅出现在非共振情况下，导致生长速率降低。然而，环境磁场的影响是减少，因为我们从弱相对论性制度的高度相对论性的。我们还注意到，周围的磁场产生真正的振荡和非线性效应减少这些振荡。此外，对于无场情况，即，B_0 =0时，给出了半相对论双麦克斯韦等离子体中两种极限情况下的韦伯不稳定性增长率。
2013-04-09 physics.plasm-ph
Stable transport in proton driven Fast Ignition
由于质子的高惯性，质子驱动快速点火中的质子束流输运通常被认为是稳定的，但仍然缺乏对该过程的解析分析。因此，在这里进行的稳定性的电荷和电流中和的质子束通过等离子体，典型的质子驱动的快速点火参数。在冷态下，发现两个快速增长的类布曼模式，其逆增长率远小于束流到达靶芯的飞行时间。因此，稳定性问题不是那么明显，并且研究了动力学效应。一个不稳定的模式被发现稳定的背景等离子体质子和电子的温度。第二模式也被阻尼，提供质子束热扩散大于$\sim$ 10 keV。因此，在聚变条件下，光束传播应该是稳定的。
2009-06-29 physics.plasm-ph
On the collisional damping of plasma velocity space instabilities
对于等离子体速度空间不稳定性驱动的粒子分布显着偏离麦克斯韦，弱碰撞可以阻尼的不稳定性的量是显着超出碰撞率本身。这是由于碰撞的双重作用，往往放松等离子体分布朝向麦克斯韦和抑制线性扰动的分布函数。前者的效果可以占主导地位的情况下，不稳定的非麦克斯韦分布驱动的时间尺度上的碰撞比碰撞短得多的无碰撞运输，和理想的不稳定性的增长率有一个敏感的依赖于分布函数。以静电捕获电子驱动的哨声不稳定性为例，阐明了等离子体速度空间不稳定性的强烈碰撞阻尼效应，并通过第一性原理动力学模拟得到证实.
2023-02-02 physics.plasm-ph
Integrated Fast Ignition Simulation of Cone-guided Targetwith Three Codes
据报道，在锥制导靶快速点火实验中，燃料芯被加热到~ 0.8 keV，但不能从理论上解释这种高温的加热机制和实现。因此，模拟应该发挥重要作用，在估计方案的性能，我们必须模拟每一个现象与个别的代码和集成在快速点火集成互连代码项目。在以前的综合模拟中，由激光-等离子体相互作用产生的快电子太热而不能有效地加热核心，我们只得到了0.096 [keV]的温升。考虑锥尖与内爆等离子体接触面处的密度间隙效应后，堆芯加热周期变长，堆芯被加热0.162 [keV]，比忽略密度间隙效应增加约69%。
2004-10-21 physics.plasm-ph
Non-Maxwellianity of Ion Velocity Distributions in the Earth's Magnetosheath
基于MMS任务数据，本文研究了地球磁鞘中离子速度分布函数的非麦克斯韦性，发现其复杂性受离子等离子体β和湍流强度影响，且湍流驱动的磁曲率通过散射离子促进了分布的各向同性化。
2025-07-15 physics.plasm-ph
Fast Ignition Laser Fusion Using In-Situ Ion Acceleration With Pulsed CO2 Lasers
快速点火是激光聚变的另一种概念，其中将聚变芯块压缩到超固体密度的任务由传统的高能纳秒玻璃激光器完成，而点燃压缩芯块的任务由高强度、中等能量的皮秒源完成，该皮秒源可以使芯块燃烧在这封信中，我们提出了一种概念性的方法，通过这种方法，从二氧化碳中产生的能量（$ CO_2 $）激光器可耦合以加热在等离子体中原位产生的离子，这又产生所需的热点。因此，有效地将$ CO_2 $能量转换成离子束能量可以为快速点火激光聚变提供所需的能量来源。我们证明，通过使用PIC（Particle-In- Cell）模拟，在非均匀等离子体中，在横向方向上使用几个千特斯拉的外部磁场，其中截止之后是共振，可以导致激光能量耦合到较低的混合离子等离子体共振。然后，离子通过较低混合波的破碎而被有效地加速（$\sim 1 MeV$），从而使得能够以方便的方式通过离子快速点燃。
2018-04-20 physics.plasm-ph
General dispersion equation for oscillations and waves in non-collisional Maxwellian plasmas
提出了一种新的有效的方法来寻找等离子体的振荡模式和波动模式。它意味着搜索一对二维极点（在坐标$x$和时间$t$中）自洽等离子体电场的拉普拉斯变换$E(x,t) \to E_{p_1p_2}$，其中$p_1 \equiv -i ω$，$p_2 \equiv i k$是拉普拉斯变换参数，即确定以下方程的一对零点：$$\frac1{E_{p_1p_2}} = 0 .$$这种用于搜索$E_{p_1p_2}$的双极点的条件方程我们称之为“一般色散方程”，只要它被用于找到对值（$ω^{(n)}, k^{(n)}$），$n=1, 2, ...$。它与经典的色散方程$ε_l(ω,k) = 0$（也不是它的推广）基本不同，其中$ε_l$是纵向介电常数，它的解析公式是根据朗道解析延拓导出的。与完全等离子体特征的$ε_l$不同，函数$E_{p_1p_2}$由初始和边界条件定义，并允许为每个具体的等离子体问题找到所有各种渐近等离子体模式。在本文中，我们证明了一些可能性，应用这种方法的最简单的情况下，无碰撞的离子-电子等离子体和电子等离子体与碰撞描述的碰撞弛豫项$-νf^{(1)}$。
1997-09-23 physics.plasm-ph
Transverse electric conductivity of quantum collisional maxwellian plasma
给出了量子碰撞麦克斯韦等离子体中横向介电函数和横向电导率的计算公式。采用BGK（Bhatnagar，Gross和Krook）形式的Wigner-Vlasov- Boltzmann动力学方程，在坐标空间中对碰撞积分进行处理。各种特殊情况都有详细说明。并与Lindhard公式进行了比较。
2010-05-05 math-ph math.MP physics.plasm-ph
Reflectionless Plasma Ignition via High-Power Virtual Perfect Absorption
本研究提出利用复频域光散射分析与高功率虚拟完美吸收（VPA）机制，通过设计入射波时间波形实现等离子体点火阶段的无反射激发，并经实验验证其高效可控性。
2023-06-05 physics.app-ph physics.optics physics.plasm-ph
